(57)【要約】【課題】培養液全体に十分な光量の光を照射し、光合成生物の培養効率を向上させる。【解決手段】培養装置１０は、ガラス製の導光体２０および融着体３０を備える。導光体２０は容器を兼ねており、容器内に培養液１２が収容されている。融着体３０はガラス繊維を焼結することで得られる３次元網目構造を有し、その空隙に培養液１２が満たされる。融着体３０は導光体２０の内壁に融着しており、導光体２０の端面２２から入射した光は、導光体２０内を深さ方向に伝搬するとともに、深さ方向と直交する方向に融着体３０にも伝搬し、融着体３０の空隙に保持された培養液１２が光照射される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光合成生物を培養液中で培養するための培養装置であって、
培養液を収容する容器と、
光源からの光を前記容器の深さ方向に導光する導光体と、
少なくとも一部が前記容器に収容され、前記培養液が流入可能な空隙を形成する３次元網目構造を有する透光性部材と、
を備え、
前記透光性部材と前記導光体とが光学的に接続していることを特徴とする培養装置。
【請求項２】
前記透光性部材がガラス繊維が融着した融着体である請求項１に記載の培養装置。
【請求項３】
前記透光性部材と前記導光体とが融着している請求項１または２に記載の培養装置。
【請求項４】
前記導光体が前記容器を兼ねている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の培養装置。
【請求項５】
前記導光体が前記容器の中央部分において、前記容器の深さ方向に延在して設けられている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の培養装置。
【請求項６】
前記導光体が中空構造を有している請求項１乃至５のいずれか１項に記載の培養装置。
【請求項７】
前記導光体の上部開口から導入された二酸化炭素を含むガスが、前記導光体の中空部分を経由して前記導光体の下部開口から吐出されることにより、前記培養液に供給される請求項６に記載の培養装置。
【請求項８】
前記容器の深さ方向に前記透光性部材を貫通する貫通孔が設けられている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の培養装置。
【請求項９】
前記導光体が前記培養液の液面より上方に突出し、前記培養液の上方に突出した前記導光体に融着した前記透光性部材の空隙に前記培養液が保持される請求項１に記載の培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、藻類等の光合成生物を培養するための培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、原油価格高騰や地球温暖化対策の必要性を背景に、化石燃料の代替品としてバイオ燃料が注目されている。バイオ燃料の原料としてトウモロコシやサトウキビなどの穀物を用いた穀物系バイオ燃料の開発が進められている。しかし、穀物系バイオ燃料の需要増大が食料価格の高騰を招くことや、穀物の栽培に広大な土地が必要であり、肥料、農薬、水などを投入するために多大なエネルギーを必要とすることが課題となっている。このため、非穀物系バイオ燃料の原料として、藻類を用いることが有望視されている。
【０００３】
藻類の主な培養方法として、開放池方式と屋内培養方式がある。開放池方式では、広大な面積を必要とし、かつ異物が混入しやすいという課題がある。このため、屋内培養に適した培養装置について様々な研究が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−６２６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の培養装置では、藻類が増殖するにつれて藻類による光吸収の度合いが大きくなる。この結果、培養液の液面からの深さが深くなるにつれて到達する光量が徐々に減少し、十分な光量の光が照射されない部分が培養液中に生じる。この結果、培養液全体での光合成効率の低下を招いていた。特許文献１では、このような課題を解決すべく、光伝導チューブを培養液中に設置する技術が開示されている。しかし、特許文献１に記載の技術では、光伝導チューブの近傍領域にしか光伝達ができないため、培養液中に照射される光量が不足する領域が生じるという課題は依然として残っている。
【０００６】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、培養液全体に十分な光量の光を照射し、光合成生物の培養効率を向上させることができる培養装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、培養装置である。当該培養装置は、光合成生物を培養液中で培養するための培養装置であって、培養液を収容する容器と、光源からの光を前記容器の深さ方向に導光する導光体と、少なくとも一部が前記容器に収容され、前記培養液が流入可能な空隙を形成する３次元網目構造を有する透光性部材と、を備え、前記透光性部材と前記導光体とが光学的に接続していることを特徴とする。
【０００８】
前記透光性部材がガラス繊維が融着した融着体であってもよい。前記透光性部材と前記導光体とが融着していてもよい。上記態様の培養装置において、前記導光体が前記容器を兼ねていてもよい。前記導光体が前記容器の中央部分において、前記容器の深さ方向に延在して設けられていてもよい。前記導光体が中空構造を有していてもよい。この場合、前記導光体の上部開口から導入された二酸化炭素を含むガスが、前記導光体の中空部分を経由して前記導光体の下部開口から吐出されることにより、前記培養液に供給されてもよい。前記容器の深さ方向に前記透光性部材を貫通する貫通孔が設けられていてもよい。前記導光体が前記培養液の液面より上方に突出し、前記培養液の上方に突出した前記導光体に融着した前記透光性部材の空隙に前記培養液が保持されていてもよい。
【０００９】
なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、培養液全体に十分な光量の光を照射し、光合成生物の培養効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る培養装置の概要を示す概略図である。
【図２】図２（Ａ）は、試料１のガラスセルを透過した光を撮影した画像である。図２（Ｂ）は、試料２のガラスセルを透過した光を撮影した画像である。図２（Ｃ）は、試料３のガラスセルを透過した光を撮影した画像である。図２（Ｄ）は、試料４のガラスセルを透過した光を撮影した画像である。
【図３】試料１〜４の各試料における入射光の方向に透過した透過光量を示すグラフである。
【図４】図４（Ａ）は、試料５について入射光と直交する方向に透過した光を撮影した画像である。図４（Ｂ）は、試料６について入射光と直交する方向に透過した光を撮影した画像である。図４（Ｃ）は、試料７について入射光と直交する方向に透過した光を撮影した画像である。図４（Ｄ）は、試料８について入射光と直交する方向に透過した光を撮影した画像である。
【図５】試料５〜８の各試料における入射光と直交する方向に透過した透過光量を示すグラフである。
【図６】実施の形態２に係る培養装置の概要を示す概略図である。
【図７】実施の形態３に係る培養装置の概要を示す概略図である。
【図８】実施の形態４に係る培養装置の概要を示す概略図である。
【図９】実施の形態５に係る培養装置の概要を示す概略図である。
【図１０】実施の形態６に係る培養装置の概要を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る培養装置１０の概要を示す概略図である。培養装置１０は、主な構成として、容器１４、導光体２０および融着体３０を備える。
【００１４】
容器１４は、外壁部材および底面部材としての導光体２０および蓋部材１６を有する。言い換えると、導光体２０は容器１４の一部を兼ねている。容器１４には、培養液１２や融着体３０が収容されている。蓋部材１６により容器１４の内部空間が密閉されており、容器１４に収容された培養液の水分が蒸発したり、外部から異物が混入することが抑制される。
【００１５】
本実施の形態の導光体２０はガラスで形成されている。ただし、導光体２０は、光源１００から照射される光が透過し、容器として十分な強度を得ることができる材料で形成されていればよく、ガラス以外の導光体２０の材料としては、アクリル樹脂などの透明樹脂が挙げられる。導光体２０は、光源１００から照射された光（可視光）を受光する受光面となる端面２２を有し、この端面２２から導光体２０に入射した光は導光体２０内を伝搬することにより容器１４の深さ方向に沿って導光される。なお光源１００は、ＬＥＤ、太陽光、キセノンランプ、ハロゲンランプ、蛍光灯、白熱灯、レーザおよびこれらと光ファイバを組み合わせたもので構成される。
【００１６】
融着体３０は容器１４を兼ねる導光体２０の内部に収容されている。融着体３０は、光透過性を有するとともに、培養液が流入可能な空隙を有するように、ガラス繊維が融着した３次元網目構造を有する透光性部材の一例である。融着体３０を形成するガラス繊維の繊維長、繊維径は、たとえば、それぞれ、０．０５ｍｍ〜５０ｍｍ、０．０１ｍｍ〜０．７ｍｍである。さらに、融着体３０は、導光体２０の内壁と光学的に接続している。本実施の形態では、融着体３０と導光体２０とが融着している。融着体３０によって形成された空隙は培養液１２で満たされている。なお、透光性部材は、材料の特性として光透過性および形態として３次元網目構造を具備すればよく、融着体３０に限られず、抄紙あるいはエレクトロスピニングにより作製されたガラスペーパーであってもよい。
【００１７】
導光体２０内を容器１４の深さ方向に導光された光は、導光体２０と融着体３０との融着部分を経由して、融着体３０にも伝搬する。つまり、導光体２０の端面２２から導光体２０内に入射した光は、容器１４の深さ方向に伝搬するだけでなく、融着体３０の３次元網目構造に従って容器１４の内側方向にも伝搬する。融着体３０内を伝搬した光は、融着体３０を構成するガラス繊維の端面部分から漏れ出し、培養液１２に照射される。したがって、融着体３０を構成するガラス繊維の繊維長が短い程、光の出射口となるガラス繊維の端面の数が多くなり、培養液１２への光照射の光量を十分確保することができる。なお、ガラス繊維から光が放出される箇所には、ガラス繊維の端面に限られず、ガラス繊維が大きく屈曲または湾曲したベンド部分も含まれる。このため、ガラス繊維の繊維長を短くするとともに、ガラス繊維の曲げ半径を小さくし、ガラス繊維の曲げ回数を多くすることにより、培養液１２への光照射の光量をより増加させることができる。
【００１８】
容器１４の下部には通気管４０が接続されている。通気管４０には開閉弁（図示せず）が設けられており、この開閉弁を開くことにより、通気管４０を通じて容器に保持された培養液に二酸化炭素を含むガス（具体的には空気）を供給することができる。通気管４０から供給された空気が培養液１２内を上昇する間に培養液１２に二酸化炭素が溶け込む。なお、融着体３０によって形成された空隙に満たされた培養液１２を空気が上昇する場合、融着体３０が３次元網目構造をなすことにより、空気が通る経路が複雑になる。このため、培養液１２の中を単に上昇する場合に比べて、空気が通る経路長が大幅に長くなる。この結果、培養液１２への二酸化炭素の溶け込み効率を大幅に向上させることができる。
【００１９】
また、容器１４の下部には、排水管４４が接続されている。排水管４４には開閉弁（図示せず）が設けられており、開閉弁を開くことにより培養液１２を外部に排出することができる。特に、付着性藻類を培養する場合には、培養後に開閉弁を開いて培養液１２を排出すると、培養した藻類が融着体３０に付着して残る。このため、遠心分離工程を実施することなく、藻類を分離することができる。
【００２０】
蓋部材１６には、排気管４２が取り付けられており、通気管４０から供給され、培養液１２の中を通り抜けた空気は、排気管４２を通して外部に排出される。
【００２１】
また、蓋部材１６には、通液管４６が接続されている。通液管４６の外部側の端部は、抽出溶媒が貯蔵された容器（図示せず）に接続されており、通液管４６に設けられた開閉弁（図示せず）の開度を調節することにより、容器１４に供給する抽出溶媒の量を適宜設定することができる。抽出溶媒としては、ペンタン、ペンテン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン、デカヒドロナフタレン（デカリン）ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、ｐ−キシレン、クメン、クロロベンゼン、１，２−ジクロロベンゼン、３−メチル−１−ブタノール（イソアミルアルコール）、１−ヘキサノール、１−オクタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、ジイソプロピルエーテル、ジメチルエーテル、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセチルアセトン、酢酸ブチル、ニトロベンゼン、ベンゼンニトリル、キノリン、リン酸トリブチル（ＴＢＰ）および石油エーテル等や、メタノール、エタノール、クロロホルム、ジクロロメタン、ペンタン、ペンテン、シクロペンタン、シクロペンテン、３−メチル−１−ブタノール（イソアミノアルコール）、およびアセチルアセトンなどの混合溶媒が挙げられる。なお、混合溶媒に水が加えられる場合もある。
【００２２】
培養後、通液管４６から所定量の抽出溶媒を添加し、抽出処理が完了した後、排水管４４を通じて藻類の生成成分からなる抽出液を回収することができる。なお、抽出処理後に残った藻類は、必要に応じて洗浄したり、培養が再度可能な場合には通液管４６から培地（培養液）を充填することより、連続的に培養することができる。
【００２３】
以上説明した培養装置１０によれば、導光体２０の端面２２から入射した光が導光体２０内を容器１４の深さ方向に伝搬しつつ、導光体２０に光学的に接続された透光性部材（融着体３０）にも伝搬する。この結果、容器１４に収容された培養液１２全体に光が照射される。したがって、藻類が増殖することにより光源１００からの光が吸収された状態であっても、容器１４に収容された培養液１２全体に対する光照射を十分に確保することができ、ひいては、藻類などの光合成生物の培養効率を向上させることができる。
【００２４】
また、導光体２０の端面２２から入射した光を融着体３０全体に伝搬させることができるため、光エネルギーの利用率を高めることができ、ひいては、光照射に要するエネルギーを低減することができる。
【００２５】
以下、融着体の作製方法および導光体に融着した融着体による光伝搬効果について説明する。
【００２６】
（融着体用のガラス繊維の調整）
表１に示すＣガラス組成のガラスを溶融紡糸して繊維径３００μｍのガラス繊維を作製し、粗切断および粉砕した。その後、繊維長分布が５００〜１５００μｍであるガラス繊維に分級した。具体的には、ＪＩＳ規格の試験用篩を用いて乾式振動分級法にて分級し、目開き７１０μｍ篩（前段篩）を通過し、かつ、目開き３００μｍ（後段篩）上に残ったガラス繊維を融着体（焼結体）原料とした。本実施例で用いたＣガラス組成のガラスは厚さ３ｍｍのときの可視光透過率が８０％以上（例えば波長６００ｎｍの透過率が９５％）であった。
【表１】
2013081397.tif 000003
【００２７】
（融着体の作製）
得られたガラス繊維（融着体原料）を、光路長１０ｍｍの分光光度計の石英ガラスセルに体積３ｍｌとなるように充填し、軟化点付近の６９０℃で１時間焼成、炉中で放冷し、ガラス繊維の融着体（焼結体）を作製した。融着体の空隙率は４７％であった。
【００２８】
（試料作製１）
得られた融着体をガラスセルに充填したものを試料１とした。試料１では、融着体によって形成される空隙は空気で満たされている。得られた融着体をガラスセルに充填し、さらに、培養液の代用として、市販の墨汁を超純水を用いて１／２０００に希釈した溶液を充填したものを試料２とした。また、試料１で用いた融着体と同量の未焼成のガラス繊維をガラスセルに充填したものを試料３とした。試料１で用いた融着体と同量の未焼成のガラス繊維をガラスセルに充填し、さらに、市販の墨汁を超純水を用いて１／２０００に希釈した溶液を充填したものを試料４とした。なお、試料３および試料４の空隙率はともに４７％であった。
【００２９】
（光照射方向における透過光量の測定）
試料１〜４の各試料のガラスセルに、一定距離から一定強度の６６０ｎｍのレーザー光を入射角０度で入射し、ガラスセルの裏面に設置したカメラで一定距離から同一の露光条件で撮影し、一定面積の透過光量を画像解析により評価した。
【００３０】
図２（Ａ）は、試料１のガラスセルを透過した光を撮影した画像である。図２（Ｂ）は、試料２のガラスセルを透過した光を撮影した画像である。図２（Ｃ）は、試料３のガラスセルを透過した光を撮影した画像である。図２（Ｄ）は、試料４のガラスセルを透過した光を撮影した画像である。図３に各試料における入射光の方向に透過した透過光量を示すグラフである。
【００３１】
試料１のガラスセルでは、入射光が融着したガラス繊維中に伝搬することで、６３．８８の光量が得られた。一方、試料３のガラスセルでは入射光が散乱されることにより減衰し、透過した光量は５２．７７と低い値となった。さらに、試料２のガラスセルでは、４７．９４、試料４のガラスセルでは２２．６８と低い値となった。墨汁を充填した場合での比較では、試料２の光透過性と試料４の光透過性との差が明確となり、ガラス繊維を未焼成の試料４における透過光量はガラス繊維を焼成した試料２の場合の１／２以下に低下した。
【００３２】
（試料作製２）
ガラス繊維と同程度の軟化点のスライドガラスを準備し、端面を光学研磨した。スライドガラスの上に内径１５ｍｍ、高さ７ｍｍのアルミナからなるパイプ状の磁性管を設置し、磁性管の内部に長さを調整したガラス繊維（融着体原料）を７ｍｍの高さとなるように充填し、６９０℃で１時間焼成し、炉中で放冷した（試料５）。さらに、水を充填したものを試料６とした。なお、試料５および試料６の空隙率はともに４７％であった。また、試料５で用いた融着体と同量の未焼成のガラス繊維を磁性管に充填したものを試料７とした。試料５で用いた融着体と同量の未焼成のガラス繊維を磁性管に充填し、さらに、水を充填したものを試料８とした。なお、試料７および試料８の空隙率はともに４７％であった。
【００３３】
（端面入射での光透過性の比較）
試料５〜８の各試料について、スライドガラスの光学研磨した端面に一定距離から一定強度の６６０ｎｍのレーザー光を０度で入射し、ガラス繊維を設置した部位に透過、伝搬する光を入射光と直交する位置に設置したカメラで一定距離から同一の露光条件で撮影し、一定面積の透過光量を画像解析により評価した。
【００３４】
図４（Ａ）は、試料５について入射光と直交する方向に透過した光を撮影した画像である。図４（Ｂ）は、試料６について入射光と直交する方向に透過した光を撮影した画像である。図４（Ｃ）は、試料７について入射光と直交する方向に透過した光を撮影した画像である。図４（Ｄ）は、試料８について入射光と直交する方向に透過した光を撮影した画像である。図５に各試料における入射光と直交する方向に透過した透過光量を示すグラフである。
【００３５】
スライドガラスとガラス繊維とが融着した試料５では、ガラス繊維に入射光が伝搬することで、５７．３０の光量となった。一方、ガラス繊維が未焼成の試料７では、スライドガラス中を伝搬する光がガラス繊維には殆ど伝搬せず５．５４の光量となった。また、ガラス繊維に水を含浸させた場合、ガラス繊維が未焼成の試料８では光量が３８．５６であったのに対し、ガラス繊維が融着した試料６の場合には光量が１１０．７０であり、光伝搬性が非常に高いことが示された。焼成したガラス繊維はガラス繊維同士の融着に加え、スライドガラスとも融着しているため、スライドガラスを通った光がガラス繊維にも効率よく伝搬したと考えられる。
【００３６】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２に係る培養装置１０の概要を示す概略図である。実施の形態２に係る培養装置１０の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。以下、実施の形態２に係る培養装置１０について、実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。
【００３７】
本実施の形態の培養装置１０では、容器１４の深さ方向に延在した貫通孔３２が融着体３０に形成されている。貫通孔３２は培養液１２で満たされており、通気管４０から導入された空気は貫通孔３２に充填された培養液１２を通って容器の上部に到達することができる。
【００３８】
この構成によれば、ガラス繊維焼結体の空隙に増殖した藻類が詰まり、融着体３０において通気効率が低下した場合であっても、貫通孔３２を空気が通過することにより、培養液全体に空気を十分供給することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、貫通孔３２が１つの場合が例示されているが、貫通孔３２の数は融着体３０の通気効率に応じて適宜設定される。
【００４０】
（実施の形態３）
図７は、実施の形態３に係る培養装置１０の概要を示す概略図である。実施の形態３に係る培養装置１０について、実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。
【００４１】
本実施の形態では、棒状の導光体２０が培養液１２や融着体３０を収容する容器１４の中央部分に挿入されている。導光体２０の軸方向は容器１４の深さ方向と略平行に延在している。本実施の形態では、導光体２０の外周に融着体３０が融着している。導光体２０の端面２２から導光体２０に入射した光は、導光体２０内を導光しつつ、一部が導光体２０と融着した融着体３０に伝搬することにより、導光体２０の軸方向と直交する方向に放射状に伝搬する。
【００４２】
本実施の形態によれば、導光体２０の上部端面に光を集中的に照射し、導光体２０から周囲の融着体３０に光を放射状に伝搬させることにより、光エネルギーを有効利用することができる。
【００４３】
なお、実施の形態１と同様に、容器１４を導光体とし、容器１４に融着体３０を融着させてもよい。これによれば、融着体３０において、容器１４の中心部分から外壁の方向への光の伝搬に加えて、容器１４の外壁部分から中心部分への光の伝搬が生じるため、培養液１２をより均一に光照射することができる。
【００４４】
（実施の形態４）
図８は、実施の形態４に係る培養装置１０の概要を示す概略図である。実施の形態４に係る培養装置１０の基本的な構成は、実施の形態３と同様である。以下、実施の形態４に係る培養装置１０について、実施の形態３と異なる構成を中心に説明する。
【００４５】
本実施の形態では、導光体２０は中空構造を有している。導光体２０の上部開口から導入された二酸化炭素を含むガス（空気）が、導光体２０の中空部分２４を経由して導光体２０の下部開口から吐出される。これにより、導光体２０の下部開口付近の培養液に空気が供給され、この空気が培養液内を上昇することにより、培養液全体に空気が供給される。なお、導光体２０の上部開口は、培養液の液面より上方に位置しており、導光体２０の上部開口に培養液が流入しないようになっている。
【００４６】
本実施の形態によれば、導光体２０が通気管を兼ねることにより、培養装置１０の構成をより簡便にすることができる。
【００４７】
なお、導光体２０を中空構造とした場合の利用形態としては、二酸化炭素を含む空気のエアレーションに限られない。例えば、導光体２０の中空部分２４に温調された水を循環させることで、培養液１２の温度調節を行うことができる。また、導光体２０の中空部分２４に、通気用のガラス管や、培養液１２を循環・供給するためのガラス管などを挿入してもよい。
【００４８】
（実施の形態５）
図９は、実施の形態５に係る培養装置１０の概要を示す概略図である。本実施の形態の導光体２０は平板状であり、具体的にはガラス基板で形成されている。導光体２０の最下部の一部分が培養液に浸り、導光体２０の大部分が培養液１２の液面より上方に突出している。
【００４９】
融着体３０は、導光体２０の一方の主表面全体に融着しており、導光体２０と同様に、融着体３０の大部分は培養液１２の液面より上方に突出している。なお、融着体３０は導光体２０の他方の主表面や、導光方向に延在し、両主表面と接続する一対の側面に融着していてもよい。
【００５０】
毛細管現像により、培養液１２の液面より上方に突出した部分の融着体３０の空隙に容器１４に収容された培養液１２が吸い上げられ、当該空隙に培養液１２が保持されている。
【００５１】
導光体２０の端面２２から入射した光が、導光体２０に融着した融着体３０に伝搬することで、融着体３０の空隙に保持された培養液１２が光照射される。これにより、容器１４に収容された培養液１２の中のみならず、培養液１２の液面より上方に突出した部分の融着体３０の空隙部分においても藻類を培養することができる。本実施の形態の培養装置１０での培養に適した藻類としては、乾燥に強い気生藻類が挙げられる。
【００５２】
本実施の形態によれば、融着体３０が保持できる培養液１２の量を確保すれば済むため、培養液１２の量を低減することができる。このため、培養装置１０に付随する設備を簡便化することができ、また、廃液処理コストの低減を図ることができる。
【００５３】
実施の形態１と同様に、容器１４の下部には、排水管４４が接続されている。排水管４４には開閉弁（図示せず）が設けられており、開閉弁を開くことにより培養液１２を外部に排出することができる。特に、付着性藻類を培養する場合には、培養後に開閉弁を開いて培養液１２を排出すると、培養した藻類が融着体３０に付着して残る。このため、遠心分離工程を実施することなく、藻類を分離することができる。
【００５４】
（実施の形態６）
図１０は、実施の形態６に係る培養装置１０の概要を示す概略図である。本実施の形態では、実施の形態５の構成に加えて、配管６０およびポンプ６２をさらに備える。配管６０の一方の開口は容器１４に収容された培養液１２に浸かり、他方の開口は融着体３０の上部端面の上方に位置している。ポンプ６２により、容器１４に収容された培養液１２が汲み上げられ、汲み上げられた培養液１２は配管６０を通って融着体３０の上部端面に供給される。
【００５５】
この構成によれば、培養液１２の液面より上方に位置する融着体３０の空隙に培養液１２を保持させるメカニズムを毛細管現象のみに頼らず、ポンプ６２で汲み上げた培養液１２を積極的に供給することで、融着体３０の空隙部分が乾燥することを抑制することができる。このため、本実施の形態の培養装置１０は、乾燥に弱い藻類の培養に好適である。
【００５６】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。
【００５７】
例えば、上述の各実施の形態では、培養する光合成生物として藻類が例示されているが、培養に適した光合成生物は藻類に限定されず、光合成細菌なども含む。
【００５８】
また、上述の各実施の形態では、導光体２０と融着体３０との光学的な接続は、融着により確保されているが、導光体２０から融着体３０へ光が伝搬できればよく、導光体２０と融着体３０とが、透明樹脂系の接着剤、水ガラス、ゾルゲルガラスなどの透光性部材により接合されていてもよい。
【００５９】
導光体２０を伝搬する光は融着体３０への伝搬により、下方になるほど光量が減る。言い換えると、培養液１２の上部領域では、光源１００から直接届く光の割合が高い。このため、培養液１２の下方部分にのみ、導光体２０と融着体３０とを融着させてもよい。また、導光体２０と融着体３０との融着の度合いを培養液１２の下方ほど高めてもよい。また、導光体２０が容器外壁の場合には、容器１４の外側に反射部材を設けてもよい。これによれば、容器１４の外側に光が漏れることを抑制し、光源１００から照射された光を有効利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０  培養装置、１２  培養液、２０  導光体、３０  融着体、４０  通気管、４２  排気管、４４  排水管、１００  光源
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図２】
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【図４】
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